在美國(guó)，住宅用熱水器使用的能源有電能和天燃?xì)鈨深?，本文提及的空氣能熱水器屬于電熱水器的一類，它比傳統(tǒng)的電熱水器（如電阻絲加熱式熱水器）最高能節(jié)省80%的用電量。所以美國(guó)能源部（DOE）和美國(guó)環(huán)保署（EPA）已通過(guò)修訂e-CFR條例和能源之星要求來(lái)推廣此設(shè)備，有些州政府甚至已直接對(duì)空氣能熱水器進(jìn)行補(bǔ)助。目前，空氣能熱水器在美國(guó)還是一種新興的設(shè)備，市場(chǎng)普及度較低，設(shè)備市場(chǎng)正處在快速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，即使占領(lǐng)交易量TOP5的品牌也只有美國(guó)本土品牌，但是空氣能熱水器相對(duì)于燃?xì)鉄崴骱蛡鹘y(tǒng)電熱水器，市場(chǎng)份額還是很低，這相對(duì)于其它非美國(guó)大牌生產(chǎn)廠家而言，是一個(gè)很好的市場(chǎng)形勢(shì)。

1.關(guān)于住宅用空氣能熱水器

如圖1所示，DOE把住宅用熱水器分為瞬間加熱型（不帶水箱）和儲(chǔ)水加熱型（帶水箱）兩類。

住宅用空氣能熱水器的概念是一種對(duì)生活用水進(jìn)行儲(chǔ)存并加熱的設(shè)備，這種設(shè)備的額定電流不超過(guò)24A，額定電壓不超過(guò)250V，對(duì)水加熱的溫度小于82℃；生產(chǎn)廠家還可以自己配搭或是不配搭水箱生產(chǎn)，假如設(shè)備有配搭水箱生產(chǎn)，那么水箱的容量不可以超過(guò)450L；此外，相對(duì)于帶有電加熱的空氣能熱水器，假如電加熱的額定電流與熱泵額定電流之和不超過(guò)24A，或是熱泵與電加熱不可以同時(shí)開啟，那么此電加熱還可以跟熱泵共享一個(gè)輸入電路，否則務(wù)必分開供電。

2.出口到美國(guó)市場(chǎng)的最低能效標(biāo)準(zhǔn)

DOE在法規(guī)e-CFRPart430里面規(guī)定，出口到美國(guó)的空氣源熱水器務(wù)必達(dá)到法規(guī)的最低標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，2015年4月16日之后生產(chǎn)的儲(chǔ)水式電熱水器以水箱容量劃分為兩檔，只要水箱超過(guò)55美加侖，依據(jù)熱水器的能效指數(shù)EF[1]（EnergyFactor）計(jì)算公式分析，傳統(tǒng)的電熱水器現(xiàn)已沒(méi)辦法達(dá)到DOE最低法規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)了，空氣源熱水器將占領(lǐng)超過(guò)55美加侖的熱水器市場(chǎng)。

除了DOE修改的e-CFR法規(guī)以外，EPA也修改了能源之星的門坎標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

能源之星標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)行日期跟DOE的能效更新日期相同，都是2015年4月16日；從表2中可以看出，能源之星同樣把熱水器按水箱容量分為兩檔，但跟DOE法規(guī)不一樣的是，小于55美加侖的熱水器也務(wù)必達(dá)到2.0或以上才能申請(qǐng)能源之星，這也意味著在2015年4月16日之后，所有傳統(tǒng)電熱水器都不會(huì)再具有申請(qǐng)能源之星的資格。

從DOE已通過(guò)立法的途徑去推廣大水箱容量的空氣源熱水器；而EPA卻直接通過(guò)提高能源之星的門檻，直接取消傳統(tǒng)電熱水器的能源之星申請(qǐng)資格。從DOE和EPA兩個(gè)美國(guó)政府部門的政策，可以看出，2015年4月16日之后，DOE不會(huì)再準(zhǔn)許水箱超過(guò)55美加侖的傳統(tǒng)熱水器上市，而EPA也不允許該類電熱水器申請(qǐng)能源之星。

3NEEA列名

NEEA通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告顯示：美國(guó)北方有64%的家庭正在使用電熱絲加熱式熱水器，假如在2029年后把他們的熱水器全部更換為空氣源熱水器，那么美國(guó)北方可以節(jié)約500兆瓦的電能，這等同于381500美國(guó)居民每年的生活用電。但是，由于空氣源熱水器的在給生活用水加熱的過(guò)程中會(huì)形成冷凝水，而美國(guó)北方緯度較高，尤其在西北部特別嚴(yán)寒，冷凝水很容易結(jié)冰，僅僅滿足能源之星標(biāo)準(zhǔn)的空氣源熱水器不一定可以正常在美國(guó)北方正常工作，因此 NEEA（NorthwestEnergyEfficiencyAlliance）發(fā)布了一部北方工況測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)——ASpecificationforResidentialHeatPumpWaterHeatersInstalledinNorthernClimates（下稱“北方氣候標(biāo)準(zhǔn)”），以引導(dǎo)生產(chǎn)廠家開發(fā)能在嚴(yán)寒的美國(guó)北方正常使用空氣源熱水器，在該標(biāo)準(zhǔn)中，NEEA制定了一個(gè)比DOE工況更惡劣的北方氣候工況，以計(jì)算熱泵熱水器的北方氣候EF NC [3] （EF NC 是通過(guò)北方氣候的低溫工況測(cè)試，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)EF計(jì)算的能效系數(shù)，計(jì)算方法類似于單元式熱泵空調(diào)的制熱能效系數(shù)HSPF）。

美國(guó)北方大部分的用戶習(xí)慣把熱水器安裝在地下室、車庫(kù)、偏廳等地方，由于空氣源熱水器在加熱生活用水的時(shí)候，風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)外排出冷空氣，假如讓空氣源熱水器隨意排風(fēng)的話，冷空氣會(huì)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行降溫，影響室內(nèi)的制熱效果，導(dǎo)致其它制熱設(shè)備的能源浪費(fèi)。因此 ，NEEA再進(jìn)一步對(duì)已滿足能源之星的空氣源熱水器進(jìn)行等級(jí)劃分，與此同時(shí)NEEA還考慮到熱水器可能安裝在室內(nèi)，因此 設(shè)備還務(wù)必具有一定的舒適度，設(shè)備運(yùn)行時(shí)形成的噪聲不可太大，NEEA的等級(jí)劃分見表3。

表3中的等級(jí)分類并不單純以能效和噪聲的高低劃分，等級(jí)的劃分更關(guān)鍵的是設(shè)備的安裝地點(diǎn)不同。要解決這種資源浪費(fèi)，空氣源熱水器須連接風(fēng)管進(jìn)行熱交換，NEEA也對(duì)不同等級(jí)的空氣源熱水器進(jìn)行一些條件的限制：

Tire1：假如空氣源熱水器是安裝在陽(yáng)臺(tái)、水管房等室外周圍環(huán)境，空氣源熱水器就不會(huì)影響到室內(nèi)環(huán)境溫度，空氣能熱泵機(jī)組就不要求安裝風(fēng)管進(jìn)行換熱，申請(qǐng)此等級(jí)的空氣源熱水器僅需要能效符合標(biāo)準(zhǔn)便可；

Tier2：假如空氣源熱水器是安裝在車庫(kù)、地下室等室內(nèi)環(huán)境，由于這些地方并不是用戶經(jīng)常活動(dòng)的地方，空氣源熱水器要求安裝一條風(fēng)管排走空氣源熱水器進(jìn)行熱交后的冷空氣，自然回風(fēng)雖然也會(huì)帶走室內(nèi)的一些熱空氣，但對(duì)用戶的影響不大；但也因?yàn)樗前惭b在室內(nèi)，因此 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于設(shè)備的可靠性以及冷凝物的排除比Tier1有更多的要求：

1）滿足Tier1的要求

2）加熱運(yùn)行盡量避免用電加熱的模式；

3）防凍結(jié)保護(hù)；

4）可接風(fēng)管進(jìn)行引導(dǎo)排氣進(jìn)行換熱；

5）能顯示壓縮機(jī)運(yùn)行異常狀況；

6）至少10年保質(zhì)期；

7）冷凝物收集、處理。

Tier3：假如熱水器安裝在偏廳等用戶經(jīng)常活動(dòng)的地方，那么空氣源熱水器就不允許對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行較明顯的降溫效果，此時(shí)，空氣源熱水器就務(wù)必使用風(fēng)管吸取室外空氣來(lái)進(jìn)行換熱，并通過(guò)另一條風(fēng)管排出室外，當(dāng)然申請(qǐng)此等級(jí)的空氣源熱水器比Tier2還有更多的要求：

1）可接風(fēng)管進(jìn)行引導(dǎo)吸氣進(jìn)行換熱；

2）提醒用戶更換過(guò)濾器功能。

美國(guó)北方用戶使用的生活熱水肯定比南方更多，并且工作環(huán)境比南方更加惡劣，很多地方在冬天的室外平均溫度都是在-5℃以下，Tier3等級(jí)的空氣源熱水器需要引導(dǎo)室外空氣進(jìn)行熱交換，冷凝水很容易結(jié)冰堵塞排水口，冷凝水的外溢會(huì)對(duì)消費(fèi)者導(dǎo)致不同程度的經(jīng)濟(jì)損失（如破壞房子的木質(zhì)地板），因此 ，設(shè)備務(wù)必具有非?？煽康呐潘到y(tǒng)，防止冷凝水異常外溢。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)家用熱水器有著自身的能效極限，能效等級(jí)EF沒(méi)有辦法達(dá)到1.0，但是針對(duì)空氣源熱水器而言卻很輕松達(dá)到這一個(gè)臨界上限，并且依據(jù)熱交換技術(shù)的連續(xù)不斷發(fā)展，空氣源熱水器還能達(dá)到更高的能效等級(jí)。美國(guó)政府借助政策的修訂以支持廠家全力研發(fā)空氣源熱水器推行美國(guó)市場(chǎng)，空氣源熱水器在未來(lái)幾年必定成為美國(guó)房屋用家用熱水器的主流產(chǎn)品。美國(guó)有4億多高消費(fèi)能力的常住人口，是能源消耗大國(guó)，而空氣源熱水器在美國(guó)暫時(shí)還屬于一種新興產(chǎn)品，美國(guó)政府以后將會(huì)連續(xù)不斷推行利好政策，廠家應(yīng)針對(duì)美國(guó)市場(chǎng)的特點(diǎn)，研發(fā)安全可靠、安裝方便、節(jié)能高效的空氣源熱水器打開美國(guó)熱水器市場(chǎng)，取得品牌影響力。